IRNK, tRNK, RRNK - uchta asosiy nuklein kislotalarning o'zaro ta'siri va tuzilishi sitologiya kabi fan tomonidan ko'rib chiqiladi. Bu hujayralardagi transport ribonuklein kislotasi (tRNK) qanday rol o'ynashini aniqlashga yordam beradi. Bu juda kichik, lekin shu bilan birga, shubhasiz muhim molekula tanani tashkil etuvchi oqsillarni birlashtirish jarayonida ishtirok etadi.
tRNKning tuzilishi qanday? Ushbu moddani "ichkaridan" ko'rib chiqish, uning biokimyosi va biologik rolini bilish juda qiziq. Shuningdek, tRNK tuzilishi va uning oqsil sintezidagi roli qanday bog‘liq?
tRNK nima, u qanday ishlaydi?
Transport ribonuklein kislotasi yangi oqsillarni qurishda ishtirok etadi. Barcha ribonuklein kislotalarning deyarli 10% transportdir. Molekula qanday kimyoviy elementlardan hosil bo'lganligini aniq tushunish uchun tRNKning ikkilamchi strukturasining tuzilishini tasvirlab beramiz. Ikkilamchi tuzilma elementlar orasidagi barcha asosiy kimyoviy aloqalarni hisobga oladi.
Bu polinukleotid zanjiridan tashkil topgan makromolekula. Undagi azotli asoslar vodorod bog'lari bilan bog'langan. DNKdagi kabi RNK 4 ta azotli asosga ega: adenin,sitozin, guanin va urasil. Bu birikmalarda adenin har doim urasil bilan, guanin esa odatdagidek sitozin bilan bog'langan.
Nima uchun nukleotidda ribo- prefiksi mavjud? Oddiy qilib aytganda, nukleotid asosida pentoza o'rniga riboza joylashgan barcha chiziqli polimerlar ribonuklein deb ataladi. Transfer RNK esa aynan shunday ribonuklein polimerning 3 turidan biridir.
tRNKning tuzilishi: biokimyo
Keling, molekulyar strukturaning eng chuqur qatlamlarini ko'rib chiqaylik. Bu nukleotidlar 3 ta komponentdan iborat:
- Saxaroza, riboza RNKning barcha turlarida ishtirok etadi.
- Fosfor kislotasi.
- Azotli asoslar. Bular purinlar va pirimidinlar.
Azotli asoslar oʻzaro mustahkam bogʻlar bilan bogʻlangan. Asoslarni purin va pirimidinga bo'lish odatiy holdir.
Purinlar adenin va guanindir. Adenin bir-biriga bog'langan 2 ta halqaning adenil nukleotidiga to'g'ri keladi. Guanin esa bir xil “bir halqali” guanin nukleotidiga mos keladi.
Piramidinlar sitozin va urasildir. Pirimidinlar bitta halqali tuzilishga ega. RNKda timin yo'q, chunki u urasil kabi element bilan almashtiriladi. tRNKning boshqa strukturaviy xususiyatlarini koʻrib chiqishdan oldin buni tushunish muhim.
RNK turlari
Koʻrib turganingizdek, TRNK tuzilishini qisqacha taʼriflab boʻlmaydi. Molekulaning maqsadi va uning haqiqiy tuzilishini tushunish uchun biokimyoni chuqur o'rganishingiz kerak. Yana qanday ribosoma nukleotidlari ma'lum? Matritsali yoki informatsion va ribosomali nuklein kislotalar ham mavjud. RNK va RNK deb qisqartiriladi. Hammasi 3molekulalar hujayrada bir-biri bilan yaqindan ishlaydi, shunda organizm to'g'ri tuzilgan oqsil globullarini oladi.
Bir polimerning ishini 2 ta polimerning yordamisiz tasavvur etib bo'lmaydi. Ribosomalar ishi bilan bevosita bog'liq bo'lgan funksiyalar bilan birgalikda ko'rib chiqilsa, tRNKlarning strukturaviy xususiyatlari tushunarliroq bo'ladi.
IRNK, tRNK, RRNK tuzilishi ko`p jihatdan o`xshash. Hammasi riboza asosiga ega. Biroq, ularning tuzilishi va vazifalari boshqacha.
Nuklein kislotalarning kashfiyoti
Shveytsariyalik Iogann Misher 1868 yilda hujayra yadrosida keyinchalik nukleinlar deb atalgan makromolekulalarni topdi. "Nukleinlar" nomi (yadro) - yadro so'zidan kelib chiqqan. Biroz vaqt o'tgach, yadroga ega bo'lmagan bir hujayrali mavjudotlarda ham bu moddalar mavjudligi aniqlandi. 20-asr oʻrtalarida nuklein kislotalar sintezini kashf etgani uchun Nobel mukofoti olingan.
Protein sintezida TRNA funktsiyalari
Nomning o'zi - transfer RNK molekulaning asosiy funktsiyasi haqida gapiradi. Bu nuklein kislota ribosoma RNK tomonidan ma'lum bir oqsil hosil qilish uchun zarur bo'lgan muhim aminokislotalarni "olib keladi".
tRNK molekulasi kam funksiyalarga ega. Birinchisi, IRNA kodonini tan olish, ikkinchi funktsiya - protein sintezi uchun qurilish bloklari - aminokislotalarni etkazib berish. Yana ba'zi mutaxassislar qabul qiluvchi funktsiyani ajratib ko'rsatishadi. Ya'ni, aminokislotalarning kovalent printsipga muvofiq qo'shilishi. Aminosil-tRNK sintataza kabi ferment bu aminokislotalarni “biriktirishga” yordam beradi.
tRNKning tuzilishi uning bilan qanday bog'liqfunktsiyalari? Bu maxsus ribonuklein kislota shunday joylashtirilganki, uning bir tomonida azotli asoslar joylashgan bo'lib, ular doimo juft bo'lib bog'lanadi. Bular bizga ma'lum elementlar - A, U, C, G. Aynan 3 ta "harf" yoki azotli asoslar antikodonni tashkil qiladi - kodon bilan komplementarlik printsipiga ko'ra o'zaro ta'sir qiluvchi elementlarning teskari to'plami.
tRNKning ushbu muhim strukturaviy xususiyati nuklein kislota shablonini dekodlashda xatolik boʻlmasligini taʼminlaydi. Axir, hozirgi vaqtda organizmga zarur bo'lgan oqsil to'g'ri sintezlanganmi yoki yo'qmi, aminokislotalarning aniq ketma-ketligiga bog'liq.
Qurilish xususiyatlari
tRNKning strukturaviy xususiyatlari va uning biologik roli qanday? Bu juda qadimiy tuzilma. Uning o'lchami 73-93 nukleotid atrofida. Moddaning molekulyar og'irligi 25 000–30 000.
tRNKning ikkilamchi strukturasi tuzilishini molekulaning 5 ta asosiy elementini oʻrganish orqali qismlarga ajratish mumkin. Demak, bu nuklein kislota quyidagi elementlardan iborat:
- ferment bilan aloqa halqasi;
- ribosoma bilan aloqa qilish uchun halqa;
- antikodon halqasi;
- qabul qiluvchi novda;
- antikodonning oʻzi.
Shuningdek, ikkilamchi tuzilmada kichik oʻzgaruvchi halqa ajrating. tRNKning barcha turlarida bir yelka bir xil - ikkita sitozin va bitta adenozin qoldig'ining poyasi. Aynan shu joyda mavjud bo'lgan 20 ta aminokislotadan 1 tasi bilan bog'lanish sodir bo'ladi. Har bir aminokislota alohida fermentga ega - o'zining aminoatsil-tRNKsi.
Barcha tuzilishini shifrlaydigan barcha ma'lumotlarnuklein kislotalar DNKning o'zida mavjud. Sayyoradagi barcha tirik mavjudotlarda tRNK tuzilishi deyarli bir xil. 2 oʻlchamli koʻrinishda u bargga oʻxshaydi.
Biroq, agar siz hajmga qarasangiz, molekula L shaklidagi geometrik tuzilishga o'xshaydi. Bu tRNKning uchinchi darajali tuzilishi hisoblanadi. Ammo o'rganish qulayligi uchun vizual ravishda "burilish" odatiy holdir. Uchinchi darajali tuzilma ikkilamchi tuzilish elementlarining oʻzaro taʼsiri natijasida, bir-birini toʻldiruvchi qismlardan hosil boʻladi.
tRNK qo'llari yoki halqalari muhim rol o'ynaydi. Masalan, ma'lum bir ferment bilan kimyoviy bog'lanish uchun bitta qo'l kerak.
Nukleotidning o'ziga xos xususiyati juda ko'p miqdordagi nukleozidlarning mavjudligi. Bu kichik nukleozidlarning 60 dan ortiq turlari mavjud.
tRNKning tuzilishi va aminokislotalarning kodlanishi
Biz tRNK antikodonining uzunligi 3 molekula ekanligini bilamiz. Har bir antikodon o'ziga xos, "shaxsiy" aminokislotalarga mos keladi. Bu aminokislota tRNK molekulasi bilan maxsus ferment yordamida bog‘lanadi. 2 ta aminokislotalar birlashishi bilan tRNK bilan bog'lanishlar buziladi. Barcha kimyoviy birikmalar va fermentlar kerakli vaqtga qadar kerak bo'ladi. tRNKning tuzilishi va funktsiyalari shu tarzda o'zaro bog'langan.
Hujayrada bunday molekulalarning 61 turi mavjud. 64 ta matematik oʻzgarishlar boʻlishi mumkin. Ammo IRNAdagi toʻxtash kodonlarining aynan shu sonida antikodonlar yoʻqligi sababli tRNKning 3 turi yetishmaydi.
IRNA va TRNAning oʻzaro taʼsiri
Keling, moddaning MRNK va RRNK bilan oʻzaro taʼsirini, shuningdek, TRNKning strukturaviy xususiyatlarini koʻrib chiqamiz. Tarkibi va maqsadimakromolekulalar oʻzaro bogʻlangan.
IRNA tuzilishi ma'lumotlarni DNKning alohida bo'limidan nusxa ko'chiradi. DNKning o'zi molekulalarning juda katta aloqasi va u hech qachon yadrodan chiqmaydi. Shuning uchun vositachi RNK kerak - axborot.
RNK tomonidan nusxalangan molekulalar ketma-ketligiga asoslanib, ribosoma oqsil hosil qiladi. Ribosoma alohida polinukleotid tuzilmasi bo'lib, uning tuzilishini tushuntirish kerak.
Ribosomal tRNKning oʻzaro taʼsiri
Ribosomal RNK katta organelladir. Uning molekulyar og'irligi 1 000 000 - 1 500 000. RNK umumiy miqdorining deyarli 80% ribosoma nukleotidlaridir.
Bu IRNA zanjirini ushlaydi va tRNK molekulalarini olib keladigan antikodonlarni kutadi. Ribosomal RNK 2 ta subbirlikdan iborat: kichik va katta.
Ribosoma "zavod" deb ataladi, chunki bu organellada kundalik hayot uchun zarur bo'lgan barcha moddalar sintezi sodir bo'ladi. Bu juda qadimiy hujayra tuzilishi.
Ribosomada oqsil sintezi qanday sodir bo'ladi?
tRNKning tuzilishi va oqsil sintezidagi roli oʻzaro bogʻliqdir. Ribonuklein kislotaning bir tomonida joylashgan antikodon o'z shaklida asosiy funktsiyaga mos keladi - aminokislotalarni ribosomaga etkazib berish, bu erda oqsilning asta-sekin hizalanishi sodir bo'ladi. Aslida, TRNA vositachi sifatida ishlaydi. Uning vazifasi faqat kerakli aminokislotalarni olib kelishdir.
IRNA ning bir qismidan ma'lumot o'qilganda, ribosoma zanjir bo'ylab uzoqroq harakatlanadi. Matritsa faqat uzatish uchun kerakbitta oqsilning konfiguratsiyasi va funktsiyasi haqida kodlangan ma'lumot. Keyinchalik, boshqa tRNK azotli asoslari bilan ribosomaga yaqinlashadi. Shuningdek, u RNCning keyingi qismini dekodlaydi.
Dekodlash quyidagicha amalga oshiriladi. Azotli asoslar DNKning o'zida bo'lgani kabi komplementarlik printsipiga ko'ra birlashadi. Shunga ko'ra, TRNK qayerga "bo'lishi" va aminokislotalarni qaysi "angarga" yuborish kerakligini ko'radi.
Keyin ribosomada shu tarzda tanlangan aminokislotalar kimyoviy bog'lanadi, bosqichma-bosqich yangi chiziqli makromolekula hosil bo'ladi, u sintez tugagandan so'ng globulaga (to'pga) aylanadi. Ishlatilgan tRNK va IRNK o'z vazifasini bajarib, "zavod" oqsilidan chiqariladi.
Kodonning birinchi qismi antikodonga ulanganda o'qish ramkasi aniqlanadi. Keyinchalik, agar biron sababga ko'ra ramka siljishi sodir bo'lsa, u holda oqsilning ba'zi belgilari rad etiladi. Ribosoma bu jarayonga aralasha olmaydi va muammoni hal qila olmaydi. Jarayon tugagandan keyingina 2 rRNK subbirliklari yana birlashtiriladi. O'rtacha har 104aminokislotalar uchun 1 ta xato bo'ladi. Allaqachon yig‘ilgan har 25 ta oqsil uchun kamida 1 replikatsiya xatosi yuz berishi aniq.
TRNA relikt molekulalar sifatida
tRNK er yuzida hayot paydo boʻlgan vaqtda mavjud boʻlganligi uchun u relikt molekula deb ataladi. RNK DNKdan oldin mavjud bo'lgan va keyinchalik evolyutsiyalangan birinchi tuzilma ekanligiga ishoniladi. RNK jahon gipotezasi - 1986 yilda laureat V alter Gilbert tomonidan ishlab chiqilgan. Biroq, isbotlash uchunhali ham qiyin. Nazariya aniq faktlar bilan himoyalangan - tRNK molekulalari ma'lumotlar bloklarini saqlashga qodir va qandaydir tarzda bu ma'lumotni amalga oshiradi, ya'ni ishlaydi.
Ammo nazariya muxoliflari moddaning qisqa umr ko'rishi tRNK har qanday biologik ma'lumotni yaxshi tashuvchisi ekanligini kafolatlay olmaydi, deb ta'kidlaydilar. Bu nukleotidlar tez parchalanadi. Inson hujayralarida tRNKning umri bir necha daqiqadan bir necha soatgacha davom etadi. Ba'zi turlar bir kungacha davom etishi mumkin. Va agar bakteriyalardagi bir xil nukleotidlar haqida gapiradigan bo'lsak, unda muddatlar ancha qisqaroq - bir necha soatgacha. Bundan tashqari, tRNKning tuzilishi va funktsiyalari molekula Yer biosferasining asosiy elementiga aylanishi uchun juda murakkab.
